第3章+第3节+铝及其化合物[1].ppt

考纲点击 了解金属铝及其重要化合物的主要性质及应用 考情播报 1 Al2O3 Al OH 3的两性及Al3 Al OH 3之间的转化关系 2 结合Al OH 3的制备实验 化学计算及在生产生活中的应用进行综合考 1 物理性质及用途颜色 硬度 密度 熔点 导电 导热性 用途 制造 制作 银白色 较小 较低 良好 铝合金 导线 2 化学性质 1 与O2反应常温下 铝的表面形成致密的 具有一定的 点燃或加热时的化学反应方程式为 2 与酸反应常温下 铝遇 能够发生钝化 铝与盐酸反应 离子方程式为 氧化膜 抗腐蚀性 浓HNO3 浓H2SO4 4Al 3O22Al2O3 2Al 6H 2Al3 3H2 3 与强碱反应铝与NaOH溶液反应的化学反应方程式为 4 铝热反应铝与氧化铁反应的化学反应方程式为 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2Al Fe2O3Al2O3 2Fe 高温 金属与酸或碱反应的相关计算1 金属与酸反应的计算 1 实质 M nH Mn H2 2 常用方法 守恒法守恒法是化学计算中常用的方法 包括原子守恒 电荷守恒 电子守恒等 平均值法平均值法是混合物组分含量求解的常用方法 可设平均摩尔质量 要注意结合化合价进行转化 2 铝与酸或碱反应生成H2量的关系铝分别与盐酸 氢氧化钠溶液反应的原理 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 1 等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气的体积比为 1 1 2 足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气的体积比为 1 3 Al与酸 碱溶液反应 实质上都是 2H 故铝与酸 碱溶液反应时 铝与氢气的关系可利用2Al 3H2进行计算 也可以直接利用得失电子守恒灵活计算 1 下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是 A 铝在常温下不能与氧气反应B 铝不能与氯气反应C 铝既能溶于酸 又能溶于碱D 氧化铝只能与酸反应 不能与碱反应 解析 铝为活泼金属 常温下能与O2反应生成致密的氧化层 加热条件下与Cl2剧烈反应 Al Al2O3既能与酸反应又能与碱反应 答案 C 2 铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应 当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时 反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为 A 1 1B 2 1C 3 1D 1 3 解析 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 根据以上两个化学反应方程式知 放出等量气体时消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3 1 答案 C 1 氧化铝 1 物理性质色态 硬度 熔点 2 化学性质 两性与盐酸反应 与NaOH溶液反应 Al2O3 6HCl 2AlCl3 3H2O Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O 白色固体 大 高 电解化学方程式为 2Al2O3 熔融 4Al 3O2 2 氢氧化铝 1 物理性质Al OH 3是一种于水的白色胶状物质 具有较强的能力 2 化学性质 难溶 吸附 两性Al OH 3既能溶于强酸又能溶于强碱 且都生成盐和水 与盐酸反应 与NaOH溶液反应 不稳定性Al OH 3受热分解 Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 2Al OH 3Al2O3 3H2O 3 制备常用铝盐溶液与氨水反应来制备Al OH 3 其离子方程式为 Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3 明矾明矾的化学式为 可溶于水 电离方程式为 KAl SO4 2 K Al3 明矾可用于净水 其原因是 KAl SO4 2 12H2O Al3 水解产生Al OH 3胶体 Al OH 3胶体可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物而 沉降下来 使水澄清 铝三角 转化及Al OH 3沉淀的图象分析1 铝三角 转化关系 2 Al元素的存在形态与OH 和Al3 相对量之间的关系 3 Al OH 3沉淀的图象分析 1 把强碱溶液逐滴加入到铝盐 Al3 溶液中至过量 如图1 现象 先产生白色沉淀 然后沉淀逐渐溶解 有关反应 A B Al3 3OH Al OH 3 B D Al OH 3 OH 2H2O 2 把铝盐 Al3 溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量 如图2 现象 先无明显现象 然后逐渐产生大量白色沉淀 有关反应 A B Al3 4OH 2H2OB C Al3 3 6H2O 4Al OH 3 3 在溶液中逐滴加入强酸至过量 如图3 现象 先生成白色沉淀 然后沉淀逐渐溶解 有关反应 A B H H2O Al OH 3 B D Al OH 3 3H Al3 3H2O 4 在强酸溶液中逐滴加入溶液至过量 如图4 现象 反应一段时间后逐渐产生白色沉淀 有关反应 A B 4H Al3 2H2OB C Al3 3 6H2O 4Al OH 3 5 向明矾溶液中逐滴加入Ba OH 2溶液的有关反应及图示 如图5 O A 2KAl SO4 2 3Ba OH 2 2Al OH 3 3BaSO4 K2SO4A B 2Al OH 3 K2SO4 Ba OH 2 BaSO4 2KAlO2 4H2O 当溶液中有多种离子时要考虑离子之间的反应顺序 如向含有H Mg2 Al3 的混合溶液中逐滴加入NaOH 先与H 反应 再与Mg2 Al3 生成沉淀 再与反应 最后再溶解Al OH 3沉淀 3 相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应 至体系中均无固体物质 消耗碱量最多的是 A AlB Al OH 3C AlCl3D Al2O3 解析 根据化学反应物质的量关系 A 1molAl 1molNaOH B 1molAl OH 3 1molNaOH C 1molAlCl3 4molNaOH D 1molAl2O3 2molNaOH 若消耗4molNaOH 需要m Al 4mol 27g mol 108g 需要m Al OH 3 78g mol 4mol 312g 需要m AlCl3 1mol 133 5g mol 133 5g 需要m Al2O3 2mol 102g mol 204g 由上判断可知 相同质量时Al消耗NaOH最多 答案 A 4 在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中 逐滴加入稀氢氧化钠溶液至过量 表示氢氧化钠加入量 x 与溶液中沉淀物的量 y 的关系示意图正确的是 解析 此过程中发生的反应 Al NO3 3 3NaOH Al OH 3 3NaNO3 Mg NO3 2 2NaOH Mg OH 2 2NaNO3 Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 开始时沉淀逐渐增多 达最大值后 Al OH 3溶解 沉淀又逐渐减少 因Mg OH 2不溶于NaOH溶液 所以最后沉淀量保持不变 答案 C 例1 2009 上海高考 镁和铝分别与等浓度 等体积的过量稀硫酸反应 产生气体的体积 V 与时间 t 关系如右图 反应中镁和铝的 A 物质的量之比为3 2B 质量之比为3 2C 摩尔质量之比为2 3D 反应速率之比为2 3 思路点拨 解答本题关键要注意以下三点 1 明确坐标轴的涵义 把图中的信息转化为数据分析 2 灵活应用电子得失守恒计算 3 镁 铝摩尔质量的数值固定不变 课堂笔记 选由关系式 Mg H2 2Al 3H2 可知产生等量H2时 消耗Mg Al物质的量之比为3 2 故A项正确 二者质量之比为4 3 摩尔质量之比为8 9 反应速率之比为3 2 A 金属与酸反应的定量规律 1 金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生的氢原子的物质的量 2 相同物质的量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比 3 相同质量的金属与足量酸反应产生氢气的量之比等于对应金属失去1mol电子时质量的倒数比 3 相同质量的金属与足量酸反应产生氢气的量之比等于对应金属失去1mol电子时质量的倒数比 4 若产生相同量的氢气 所需金属的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价的倒数比 5 若产生相同量的氢气 所需金属的质量比等于金属失去1mol电子时的质量比 6 当参加反应的金属与产生的氢气的质量差相等时 则反应后两溶液增加的质量相等 例2 2009 福建高考 从铝土矿 主要成分是Al2O3 含SiO2 Fe2O3 MgO等杂质 中提取氧化铝的两种工艺流程如下 请回答下列问题 1 流程甲加入盐酸后生成Al3 的离子方程式 2 流程乙加入烧碱后生成的离子方程式为 3 验证滤液B含Fe3 可取少量滤液并加入 填试剂名称 4 滤液E K中溶质的主要成分是 填化学式 写出该溶质的一种用途 5 已知298K时 Mg OH 2的溶度积常数Ksp 5 6 10 12 取适量的滤液B 加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡 测得pH 13 00 则此温度下残留在溶液中的c Mg2 思路点拨 解答本题时要注意根据框图理清工艺流程 分析各步中物质的转化 然后再结合题目的要求具体解答 课堂笔记 流程甲为 流程乙为 则滤液E K中溶质主要成分是NaHCO3 该物质可用于作发酵粉 制纯碱等 5 由Mg OH 2的溶度积常数Ksp 5 6 10 12 c2 OH c Mg2 可推知 c Mg2 mol L 5 6 10 10mol L 答案 1 Al2O3 6H 2Al3 3H2O 2 SiO2 2OH H2O 3 硫氰化钾 4 NaHCO3制纯碱 或作发酵粉等合理答案均可 5 5 6 10 10mol L 既能与NaOH溶液反应又能与盐酸溶液反应的无机物质有 1 两性物质 Al2O3 Al OH 3 2 弱酸的铵盐 NH4 2CO3 CH3COONH4 NH4 2S等 3 弱酸的酸式盐 NaHCO3 KHS NaHSO3等 开放型自主探究题新课标高考考纲中特别强调 化学实验与探究能力 了解并初步实践化学实验研究的一般过程 掌握化学实验的基本方法和技能 在解决简单化学问题的过程中 运用科学的方法 初步了解化学变化规律 并对化学现象提出科学合理的解释 而金属的性质可以作为探究性实验的良好素材在高考题中予以体现 2009 三亚模拟 铝镁合金已成为轮船制造 化工生产等行业的重要材料 研究性学习小组的三位同学 为测定某含镁3 5 的铝镁合金 不含其他元素 中镁的质量分数 设计下列三种不同实验方案进行探究 填写下列空白 探究一 实验方案 铝镁合金测定剩余固体质量 实验中发生反应的化学方程式是 实验步骤 称取5 4g铝镁合金粉末样品 投入VmL2 0mol LNaOH溶液中充分反应 NaOH溶液的体积V 过滤 洗涤 干燥 称量固体 该步骤中若未洗涤固体 测得镁的质量分数将 填 偏高 或 偏低 探究二 实验方案 铝镁合金测定生成气体的体积 实验装置如图所示 问题讨论 1 某同学提出该实验装置不够完善 应在A B之间添加一个干燥 除酸雾的装置 你的意见是 填 需要 或 不需要 2 为使测定结果尽可能精确 实验中应注意的问题是 写出两点 探究三 实验方案 称量xg铝镁合金粉末 放在如右图所示装置的惰性电热板上 通电使其充分灼烧 问题讨论 1 欲计算Mg的质量分数 该实验中还需测定的数据是 2 若用空气代替O2进行实验 对测定结果是否有影响 填 是 或 否 实验拓展 参照探究一 探究二实验方案 请你另设计一个实验方案 测定该铝镁合金中镁的质量分数 书写形式可以模仿探究一 二 解析 探究一 实验原理是利用金属铝与碱反应 假设5 4g样品中铝的含量达到最高 为97 则n Al 0 194mol 则n NaOH 0 194mol V NaOH 97mL 若没有洗涤固体 称得镁的质量偏高 测得镁的质量分数偏高 探究二 1 不需要除酸雾的装置 因为氯化氢气体易溶于水 不会影响氢气体积的测量 2 调整量气管C的高度 使C中液面与B中液面相平 恢复到室温后再读数 读数时保证视线与凹液面的最低点相平 检查装置的气密性 加入足量盐酸保证合金完全溶解等 探究三 1 还需要测定灼烧后固体的质量 根据灼烧前后的质量 列二元一次方程组可解 2 有影响 因为空气中有氮气 金属镁会与氮气反应 影响产物的质量 实验拓展 先将两种金属转化为阳离子进入溶液 再加足量的强碱溶液 Al3 转化为 Mg2 转化为沉淀 从而分离 通过测定沉淀的质量可以求出金属镁的质量 答案 探究一 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 97mL偏高 探究二 1 不需要 2 调整量气管C的高度 使C中液面与B中液面相平恢复到室温后再读数 或其他合理答案 探究三 1 灼烧后固体的质量 2 是 实验拓展 铝镁合金溶液测定固体质量 或其他合理答案 1 2010 南通一模 用坩埚钳夹住一小块刚用酸充分处理过的铝箔 在酒精灯上加热至熔化 发现熔化的铝并不滴落 下列关于上述实验现象的解释正确的是 A 火焰温度太低不能使铝燃烧B 铝在空气中能很快形成氧化膜C 氧化铝的熔点比铝的熔点高D 用酸处理时未能将氧化铝溶解 解析 铝在空气中表面很快形成氧化膜 由于氧化铝的熔点很高 包裹住铝 所以铝熔化时不会滴落下来 答案 BC 2 下列物质中既能跟稀硫酸反应 又能跟氢氧化钠溶液反应的是 NaHCO3 NH4 2SO3 Al2O3 Al OH 3 AlA 全部B C D 解析 铝及其氧化物 氢氧化物均可与稀硫酸 氢氧化钠溶液反应 NaHCO3可与稀硫酸及氢氧化钠反应 NH4 2SO3与稀硫酸反应生成SO2气体 与氢氧化钠反应生成NH3 答案 A 3 将等物质的量的镁和铝相混合 取等质量的该混合物四份 分别加到足量的下列溶液中 充分反应后 放出氢气最多的是 A 3mol LHClB 4mol LHNO3C 8mol LNaOHD 18mol LH2SO4 解析 因Mg Al与HNO3 浓H2SO4反应不生成H2 故排除B D 因NaOH溶液只能与Al反应 不与Mg反应 所以生成的气体少 答案 A 4 元素的性质包含金属性和非金属性 其强弱可以通过该元素对应的某些化学性质体现出来 某同学认为铝元素是金属元素 但是有一定的非金属性 下列化学反应中 你认为能证明铝有非金属性的是 A 铝片与盐酸反应生成氢气B 氢氧化铝溶于强碱溶液C 氢氧化铝溶于强酸溶液D 铝热反应 解析 A项中铝与酸反应生成氢气 只能说明铝是比较活泼的金属 A项不符合题意 金属的氢氧化物一般